DE2811771C2 - Filtersiebwechselvorrichtung für eine Kunstharzextrudiervorrichtung - Google Patents

Description

2. Filtersiebwechselvonichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Hälfte jeder Schieberplatte (12) eine durchgehende UmgehungsbohruDjT (21) vorgesehen ist, deren Durchmesser so gewählt ist, daß der Kunstharz-Druckabfall über die in den Strömungsduiohgang eingeschaltete durchgehende Umgehongrsbohrung (21) praktisch den Druckabfall über Stau- bzv. Lochscheibe (15), Filtersieb (17) und Siebkappe (18), wenn diese in den Strömungsdurchgang eingeschaltet sind, entspricht

3. Filtersiebwechselvonichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufseitige Fläche (!) jeder Siebkappe (18) mit der entsprechenden Fläche (J) der zugeordneten Schieberplatte (12) bündig abschließt oder dieser gegenüber geringfügig nach innen versetzt ist

4. Filtersiebwechselvonichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (18') der Siebkappe (18) jeweils einen sich stromabwärts vergrößernden Durchmesser besitzen.

Die Erfindung betrifft eine Filtersiebwechselvorrichtung für eine Kunstharzextrudiervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Filtersiebwechselvorrichtungen dienen zum Auswechseln eines verunreinigten Filtersiebs gegen ein neues Sieb bei einer Kunstharzextrudiervorrichtung ohne Unterbrechung des Strangpreßvorgangs, wenn ein Sieb durch im Kunstharz enthaltene Fremdkörper so stark verschmutzt ist, daß seine öffnungen zugesetzt sind. Eine gattungsgemäße Filter-Siebwechselvorrichtung (DE-GM 67 52 745) ist so ausgebildet, daß der Strom des Kunstharzmaterials zum Auswechseln des Filtersiebs umgeschaltet wird Bei dieser Vorrichtung werden jedoch die Eigenschaften des Kunstharzes infolge der Stagnation beeinträchtigt, weil der Strömungsverlauf kompliziert ist Da das Umschaltventil zudem unter einem beträchtlichen Gegendruck gedreht werden muß, ist zu seiner Betätigung eine große Kraft erforderlich. Eine derartige Vorrichtung ist daher nur für kleine Extruder brauchbar. Bei einer weiteren bekannten Filtersiebwechselvor richtung (US-PS 38 56 277) wird die die Siebe haltende Schieberplatte senkrecht in einer Kunstharzextrudiervorrichtung angeordnet, wobei die Siebe mittels einer Siebkappe in ihrer Einbaulage gehalten sind Zum Siebwechsel müssen bei dieser bekannten Vorrichtung eben- falls die Lochscheiben ausgewechselt werden, insbesondere, wenn es sich um verhältnismäßig ducke Lochscheiben handelt, damit sich der in den Bohrungen der Lochscheiben befindliche Kunststoff nicht verfestigen kann. Weiter muß beim Filtersiebwechsel der Extradiervor gang kurzfristig unterbrochen werden.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Filtersiebwechselvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach im Aufbau, in der Handhabung und in der Steuerung ist, die einen Sieb- Wechsel ohne Unterbrechung des Extrudiervorgangs er laubt und bei der während eines Siebwechsels die Extrudier- bzw. Siebleistung nur unwesentlich beeinflußt wird Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekenn zeichnete Erfindung gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zur Vermeidung der vorstehend geschilderten Mängel und Nachteile der vorbekannten Vorrichtungen dieser Art wird mit der Erfindung eine Filtersiebwechselvorrichtung geschaffen, die zwei in verzweigten Durchgängen eines Kunstharzextruders angeordnete, parallele Schieberplatten aufweist jede Schieberplatte weist an ihrer einen Seite eine abgesetzte Bohrung zur Aufnahme einer Stau- oder Lochscheibe mit einer Vielzahl von Spritzdüsen, eines Filtersiebs und einer Schraubsiebkappe auf, die mit mehreren, einen trapezförmigen Querschnitt besitzenden Öffnungen versehen ist Die andere Seite jeder Schieberplatte ist unperfo riert bzw. massiv, und die Schieberplatten sind mit Hilfe von Hydraulikzylindern für das Auswechseln von Sieb und Schraubkappe abwechselnd verschiebbar. Der Extruder kann auf diese Weise ununterbrochen in Betrieb bleiben. Die Stau- oder Lochscheibe braucht nicht bei jedem Wechsel von Sieb und Schraubkappe ebenfalls gewechselt zu werden. Die Siebhalterungsanordnung ist dabei für weitgehende Ausschaltung von Lufteintritt und Kunstharzaustritt beim Veschieben ausgelegt Die erfindungsgemäße Siebwechselvorrichtung ist beson-

so ders für Polyolefinharze geeignet

Die Erfindung eignet sich für die Anwendung bei Hochleistungsextrudern, weil das Volumen des extrudierten bzw. gespritzten Kunstharzes aufgrund der parallelen Siebpaare mit großer Filter- oder Siebfläche vergrößert werden kann und der Druckabfall im Vergleich zur bisherigen Vorrichtung erheblich herabgesetzt ist

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie einer bekannten Filtersiebwechselvorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht einer vorbekannten Siebwechselvorrichtung, F i g. 2 eine F i g. 1 ähnelnde Darstellung zur Veran-

schaulichung eines Übergangszustandes bei der Verschiebung der Schieberplatte der bisherigen Vorrichtung, F i g. 3 eine Schnittansicht einer Siebwechselvorrich-

tung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 3,

Fig.5 eine teilweise auseinandergezogene Schnittansicht einer Schieberplatte gemäß Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig.6 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Teilabschnitt durch eine Siebkappe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie VIl-VII in F i g. 6,

F i g. 8 eine F i g. 2 ähnelnde Ansicht, in welcher die Schieberplatte für den Siebwechsel teilweise verschoben ist,

F i g. 9 eine F i g. 3 ähnelnde Darstellung, in welcher der untere Extruder-Zweigdurchgang durch den massiven Teil einer Schieberplatte vollständig blockiert ist, F i g. 10 einen Schnitt längs der linie X-X in F i g. 9,

F i g. 11 eine F i g. 8 ähnelnde Ansicht, in welcher die Schieberplatte teilweise in ihre Arbeitsstellung zurückgeführt ist,

Fig. 12 eine Schnittansicht einer abgewandelten Schieberplatte gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 13A bis 13H schematische Darstellungen zum Vergleich der Arbeitsgänge bei der erfindungsgemäßen und der bekannten Vorrichtung und

F i g. 14 graphische Darstellungen der Beziehung zwischen Kunstharzdruck und Betriebszeit an den Punkten entspechend denen von F i g. 13.

In den Fig. 1 und 2 ist eine vorbekannte Schieber-Siebwechselvorrichtung dargestellt, bei welcher eine Schieberplatte 2 senkrecht in einer Kunstharz-Extrudiervorrichtung 1 im Strömungsverlauf vor einer Spritzform 6 angeordnet ist und je zwei Stau- oder Lochscheiben 3 und Filtersiebe 4 an der Schieberplatte 2 montiert sind. Die durch Spreng- oder Sicherungsringe 5 befestigten Filtersiebe 4 werden zum Auswechseln durch nicht dargestellte Hydraulikzylinder gemeinsam in Längsrichtung verschoben. Gemäß Fig.2 ist ein Raum A nahe der Spitze der Extruderschnecke im Betrieb mit Kunstharz gefüllt; wenn daher die Schieberplatte 2 zur Durchführung des Siebwechsels verschoben wird, besteht eine Gefahr dafür, daß das neue Filtersieb 4 unter dem Druck des im Bereich B befindlichen Kunstharzes weggedrückt oder zurückgebogen wird. In diesem Fall kann ein ungefilterter Kunstharzanteil im Endprodukt auftreten. Außerdem ist es bei einer solchen Siebwechselvorrichtung nötig, einen bestimmten Zwischenraum (Spiel) C zwischen der Außenfläche der Schieberplatte und dem Filtersieb 4 vorzusehen, über den Luft in das gespritzte Kunstharz eindringen und/ oder etwas Kunstharz während der Bewegung der Schieberplane 2 nach außei. austreten kann. Dies führt zu einem plötzlichen Druckabfall des Kunstharzes, und es ist eine ziemlich lange Zeit für die Rückführung des Drucks auf den normalen Wert erforderlich, wobei dieser ungleichmäßige Extrudiervorgang zu fehlerhaften Produkten führt.

Gemäß den F i g. 3 und 4 ist ein Kunstharzkanal oder -durchgang innerhalb des Gehäuses 10 einer Extrudier- oder Strangpreßvorrichtung in zwei parallele Durchgänge Z? und £ verzweigt In die Durchgänge sind Gleitringe 11 eingesetzt, und an den Gleitringen 11 sind Schieberplatten 12 quer zur Strömungsrichtung des Kunstharzes verschiebbar angeordnet Die durch Hydraulikzylinder verschiebbaren Schieberplatten 12 sind gemäß F i g. 5 mit abgesetzten Bohrungen 14 versehen. In diese Bohrungen sind Itau- oder Lochscheiben 15 in Anlage an Bohrungs-Schultern 16 derart eingesetzt, daß sich die unterste Fläche F jeder Scheibe in einem Abstand //unmittelbar über der unteren Scbieberplattenfläche G der betreffenden Schieberplatte 12 befindet Ein auf die Lochscheibe aufgesetztes Filtersieb 17 wird durch eine Siebkappe 18 mit am Außenumfang ausgebildetem Gewinde in fester Anlage gegen die Lochscheibe gehalten. Die Mindestgröße des Abstands Hist so festgelegt, daß die untere Fläche F der Lochscheibe 15 auch dann, wenn sie sich unter dem Druck des Kunstharzes elastisch verformt, oberhalb der Schieberplattenfläche G der Schieberplatte 12 verbleibt Die obere Fläche /der Siebkappe 18 liegt in derselben Ebene wie die obere Fläche /der Schieberplatte oder unter dieser Ebene. Die stromabseitigen Durchgänge K und L laufen gemäß Fig.3 in der Nähe einer Spritzform 19 zu einem einzigen Durchgang zusammen.

Fig.6 ist ein in vergrößertem Maßstab gehaltener Teilschnitt durch die Siebkappe 18, die mit einer Vielzahl von Öffnungen bzw. Bohrungen 18' versehen ist, deren Durchmesser sich von der oberen Fläche / zur Unterseite M vergrößert, so daß sie f^ien trapezförmigen Querschnitt erhalten. Die Bohrungen rind so ausgelegt, daß an aer Unterseite Mgemäß Fig.7 zwischen benachbarten Bohrungen flache Abschnitte bzw. Stege verbleiben. Die Stau- oder Lochscheibe 15 enthält eine Vielzahl %on Spritzdüsen 20, die an ihren oberen bzw. stromaufseitigen Enden angesenkt sind.

Im Normalbetrieb des Extruders wird das Kunstharz durch die Durchgänge DK und EL (F i g. 3) hindurchgedrückt und dabei durch beide Filtersiebe YI gefiltert, worauf das gefilterte Kunstharz in die Spritzform 19 eintritt Wenn ein Auswechseln eines der Siebe notwendig wird, wird die betreffende Schieberplatte 12 durch den zugeordneten Hydraulikzylinder 13 im betreffenden

Durchgang DK oder EL verschoben. F i g. 8 veranschaulicht einen Übergangs- oder Zwischenzustand der Verschiebung einer Schieberplatte IZ Der vom Kreis umschlossene Abschnitt N der Schieberplatte besitzt flache Ober- und Unterseiten, die in fester Berührung mit dem Gleitring des Extruders stehen, so daß keine Luft in den Extruder eindringen und kein Kunstharz aus ihm entweichen kann. Im oberen Teil des anderen Kreisausschnitts P ist das Kunstharz praktisch eingeschlossen, weil die obere Fläche /der Siebkappe 18 ungefähr bündig mit der oberen Fläche /der Schieberplatte 12 abschließt Im unteren Bereich können dagegen wegen des Abstands H geringfügige Kunstharzmengen aus dem Extruder austreten. Dieser Ausfluß beeinträchtigt jedoch nicht das mittels des Extruders hergestellte Endso produkt

Gemäß den Fig.9 und 10 ist die untere Schieberplatte 12 vollständig umgeschaltet bzw. verschoben worden, so daß der Durchgang EL blockiert ist, während das Kunstharz durch den anderen Durchgang DK strömt Der Betrieb des Extruders bleibt also ununterbrochea In diesem Zustand wird das herausgezogene Sieb der unteren Schieberplatte 1? mit zugeordneter Siebkappe auf die in F i g. 5 dargestellte Weise ausgebaut, und diese Teile werden durch ein neues Sieb und eine neue Siebkappe ersetzt Die herausgezogene Stau-öder Lochscheibe 15 braucht dagegen nicht ausgewechselt zu werden.

Die untere Schieberplatte 12 wird sodann gemäß Fig. 11 durch den Hydraulikzylinder 13 in ihre ur-

sprüngliche Filterstel'ung zurückgeführt Dabei werden auf beschriebene Weise ein Lufteintritt in den Extruder im Bereich N und ein Kunstharzaustritt verhindert Da die Stau- oder Lochscheibe 15 nicht ausgewechselt wird,

bleiben ihre öffnungen oder Spritzdüsen 20 mit Kunstharz gefüllt, und die im Filtersieb 17 und in der Siebkappe 18 enthaltene Luft wird beim Füllen mit Kunstharz ausgetrieben, so daß im Bereich des Kreisausschnitts P keine Luft in den Extruder eintritt Da die Schieberplatte 12 zudem bei ihrer Rückführbewegung entgegengesetzt zur Austrittsrichtung des Kunstharzes verschoben wird, kann nur wenig Kunstharz austreten. Das Auswechseln von Sieb und Siebkappe bei der anderen Schieberplatte erfolgt auf dieselbe Weise. ι ο

Bei einem Hochleistungsextruder für die Verarbeitung spezieller Kunstharze mit hoher Viskosität im Schmelzzustand kann gemäß Fig. 12 in den Schieberplatten jeweils eine Umgehungsbohrung 21 vorgesehen sein, die so bemessen ist, daß der Druckabfall über Lochscheibe und Filtersieb demjenigen über die Umgehungsbohrung 21 entspricht. Abmessungen und Lage der Umgehungsbohrung 21 sind so festgelegt, daß das in der Spritzform i9 befindliche Kunstharz erst dann freigesetzt wird, wenn die Luft vollständig aus der Durchgangsbohrung ausgetrieben worden ist; auf diese Weise können Kunstharzdruckschwankungen beim Schieberplattenwechsel weitgehend ausgeschaltet werden, während der Druckanstieg aufgrund des Einwegbetriebs nach dem Wechsel bzw. Umschalten ebenfalls verhindert werden kann. Während des Umschaltvorgangs wird etwas ungefiltertes Kunstharz extrudiert, doch da die Siebwechselzeit sehr kurz ist, ist das Kunstharz im allgemeinen für das Endprodukt geeignet. Wenn ein sehr reines Kunstharz gefordert wird, kann die bei jedem Filterwechsel oder Umschalten anfallende kleine Kunstharzmenge einfach verworfen werden.

Die Fig. 13A bis 13E veranschaulichen schematisch die Arbeitsfolge bei dem mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführten Siebwechsel. Bei der Siebwechselvorrichtung gemäß F i g. 13A sind Siebe 170 und 171 in Abschnitte 122 bzw. 123 von Schieberplatten 120 bzw. 121 bzw. eingebaut, deren andere Abschnitte 124 bzw. 125 unperforiert bzw. massiv sind. In Fig. 13B ist das Sieb 170 durch einen zugeordneten Hydraulikzylinder zum Auswechseln verschoben worden, wobei der Extrudiervorgang über das Sieb 171 fortgesetzt wird. Wahrend dieser Zeitspanne wird ein neues Sieb in die Schieberplatte 120 eingesetzt Gemäß Fig. 13C ist die Schieberplatte 120 in die Stellung nach Fig. 13A zurückgeführt worden. Gemäß Fig. 13D ist die Schieberplatte 121 für den Siebwechsel verschoben worden, während in F i g. 13E die beiden mit neuen Sieben versehenen Schieberplatten in ihre normalen Arbeitsstellungen zurückgeführt dargestellt sind.

Dis F i g. ί 3F bis ! 3H veranschaulichen di? Sicbwpchselfolge bei der nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung. In der Stellung nach Fig. 13F wird der normale Extrudiervorgang durchgeführt. Gemäß F i g. 13G ist die Schieberplatte 12' für das Auswechseln des Siebs gegen ein neues verschoben worden, während die Schieberplatte gemäß Fig. 13H nach dem Siebwechsel in die Stellung nach Fig. 13F zurückgeführt worden ist

Fig. '-\ veranschaulicht in graphischer Darstellung die Beziehung zwischen Kunstharzdruck und Zeit. Die angehängten Buchstaben von Fig. 13 entsprechen den mit denselben Buchstaben in F i g. 14 bezeichneten Stellen, wobei die schraffierte Zone die Obergrenze der mechanischen Festigkeit der Siebe angibt.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Filtersiebwechselvonichtung für eine Kunstharzextradiervorrichtung mit zwei Kunstharz-Zweigdurchgangen,, bestehend aus einer in jedem Zweigdurchgang angeordneten und quer zur Strömungsrichtung des Kunstharzes bewegbaren Schieberplatte mit auswechselbaren Filtersieben, wobei die Schieberplatten unabhängig voneinander betätigbar und die Filtersiebe jeweils in einer mit einer Lochscheibe besetzten Durchgangsbohrung der Schieberplatten eine Halteeinrichtung und in ihrer Einbaulage gehalten sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, an sich bekannter Merkmale:

a) Die Halteeinrichtung für das in der einen Hälfte jeder Schieberplatte (12) angeordnete Filtersieb (17) ist eine mit öffnungen versehene Siebkappe (18).

b) Die dem Filtersieb (17) abgewandte bzw. stromabliegende Fläche (F) jeder Lochscheibe (15) ist um einen geringen Abstand (H) gegenüber der zugeordneten Schieberplattenfläche (G; zurückgesetzt